洪書源 湯建磊 鄭琦涵 許姣 周堯

肺動(dòng)脈高壓（PH）是以肺動(dòng)脈壓力增高為特征 的心肺血循環(huán)紊亂疾病［1，2］。肺血管重構(gòu)是肺動(dòng)脈高壓的標(biāo)志，病理可見肺血管外膜、中膜和內(nèi)膜都有不同程度的增厚，包括成纖維細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞的肥大或增生以及細(xì)胞外基質(zhì)沉積等［3］。其診斷標(biāo)準(zhǔn)為：海平面、靜息狀態(tài)下經(jīng)右心導(dǎo)管檢測(cè)顯示肺動(dòng)脈平均壓（mPAP）≥25 mmHg，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，肺動(dòng)脈平均壓（mPAP）≥30 mmHg。肺動(dòng)脈高壓發(fā)病率高達(dá)15/1，000，000，平均年齡50±15 歲，5 年死亡率高達(dá)34%［4，5］。各種肺部疾病如肺間質(zhì)性疾病、支氣管哮喘、慢性阻塞性肺疾?。–OPD）等均可引起肺動(dòng)脈高壓。COPD 是呼吸系統(tǒng)常見病，已經(jīng)成為與高血壓、糖尿病、惡性腫瘤等量齊觀的“第四大慢病”。PH 是COPD 發(fā)展成肺源性心臟病的關(guān)鍵病理環(huán)節(jié)，成為影響COPD 患者預(yù)后的獨(dú)立危險(xiǎn)因素［6］。目前COPD 繼發(fā)PH 的發(fā)病機(jī)制尚未完全明確，低氧血癥是COPD 和PH 共同的臨床特征。機(jī)體氧平衡是生物進(jìn)化的結(jié)果，其中低氧誘導(dǎo)因子（HIFs）家族成員發(fā)揮著重要作用。HIF-1 誘導(dǎo)血管新生、紅細(xì)胞生成、氧攝取和運(yùn)輸?shù)鹊脱醴磻?yīng)性基因的表達(dá)，參與細(xì)胞內(nèi)氧平衡狀態(tài)的調(diào)節(jié)。HIF-2 主要在骨髓造血、血管生長(zhǎng)、兒茶酚胺合成等方面參與氧平衡。本研究通過觀察COPD 繼發(fā)PH 患者中HIF-1α 的表達(dá)，以探討COPD 繼發(fā)PH 的發(fā)病機(jī)制，現(xiàn)報(bào)告如下。

1 臨床資料

1.1 一般資料（1）入選標(biāo)準(zhǔn)：符合COPD 急性發(fā)作（AECOPD）的診斷標(biāo)準(zhǔn)［7］；PH 診斷標(biāo)準(zhǔn)［8］；并簽署知情同意書。（2）排除標(biāo)準(zhǔn)：其他疾病所致PH；心血管疾病患者；嚴(yán)重肝腎功能不全者；腫瘤患者；精神障礙者。2017 年1 月－2018 年12 月在江蘇省常州市武進(jìn)人民醫(yī)院就診的AECOPD 患者共160 例，根據(jù)有無PH 分為AECOPD 無PH 組（A 組，n=76）、AECOPD 并PH 組（B 組，n=84），B 組再分為AECOPD 輕度PH 組（B1 組，n=52）、AECOPD 中重度PH 組（B2 組，n=32）。

1.2 方法（1）血液標(biāo)本的采集及測(cè)定：所有患者均于入院24 h 內(nèi)進(jìn)行橈動(dòng)脈或股動(dòng)脈血及肘靜脈血。ABL90 血?dú)夥治鰞x測(cè)定氧分壓，人低氧誘導(dǎo)因子1α（HIF-1α）ELISA 檢測(cè)試劑盒檢測(cè)血清HIF-1α。（2）肺動(dòng)脈壓力（sPAP）測(cè)定：由本院超聲科醫(yī)師采用彩色多普勒超聲心動(dòng)圖儀（IE33，S5 探頭頻率2.5～4.0MHz）測(cè)定三尖瓣最大反流速度，再估測(cè)出sPAP。三尖瓣峰值流速>3.4 m/s 或sPAP>50 mmHg 為肺動(dòng)脈高壓的診斷基線值，sPAP 估測(cè)按改良版伯努利方程［8］。肺動(dòng)脈高壓超聲分級(jí)：輕 度（50 mmHg≤sPAP<60 mmHg），中 度（60 mmHg≤sPAP<70 mmHg） ，重 度（ sPAP≥70 mmHg）［8］。

1.3 觀察指標(biāo)（1）A、B 組年齡、性別、吸煙支數(shù)、病程和動(dòng)脈血氧（PaO2）比較；（2）A、B1、B2 組PaO2、血清HIF-1α 比較及相關(guān)性分析。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法采用SPSS 16.0 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，以P<0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 A、B 組一般資料和PaO2比較見表1。

表1 A、B 組一般資料和PaO2比較［例（%）］

2.2 AECOPD 繼發(fā)PH 率及其分型本組160 例中并PH84 例，占52.5%，其中輕度PH52 例，占61.9%，中重度PH38.1%。

2.3 A、B1、B2 組PaO2、血清HIF-1α 比較見表2。

表2 A、B1、B2 組PaO2、血清HIF-1α 比較（±s）

注：與A 組比較，*P<0.05，與B1 組比較，#P<0.05。

組別A 組B1 組B2 組例數(shù)（例）76 52 32 PaO2（mmHg）70.66±9.02 65.10±7.65*57.08±4.83*#HIF-1α（μg/L）57.13±4.72 73.85±6.90*79.89±9.14*#

2.4 AECOPD 患者PaO2、血清HIF-1α、sPAP 的相關(guān)性見表3。

表3 PaO2、血清 HIF-1α、sPAP 的相關(guān)性分析

3 討 論

對(duì)氧濃度變化的感知和反應(yīng)能力是所有生物生存的基本技能。在生理和病理生理?xiàng)l件下，肺都會(huì)出現(xiàn)局部或全身性缺氧的情況。適應(yīng)缺氧需要大量基因的協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)，HIFs 已經(jīng)成為適應(yīng)缺氧的關(guān)鍵介質(zhì)。HIF-1 以異二聚體的形式存在，由HIF-1α 和HIF-1β 亞基組成。在常氧條件下HIF-1β 普遍表達(dá)，而HIF-1α 被泛素化，并受到蛋白酶體的降解，表達(dá)水平極低。因此，HIF-1α 是缺氧誘導(dǎo)HIF-1 轉(zhuǎn)錄活性的敏感和特異指標(biāo)。HIF-1水平的下降可導(dǎo)致嚴(yán)重的血管和支氣管發(fā)育不全，在非缺氧調(diào)節(jié)下，在胎肺中誘導(dǎo)HIF-1 蛋白可誘導(dǎo)肺發(fā)育，而用反義寡核苷酸誘導(dǎo)HIF-1 可減少肺分支形成和血管化［8］。急性缺氧時(shí)肺泡上皮細(xì)胞、支氣管上皮細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞、血管平滑肌細(xì)胞等肺部細(xì)胞均高表達(dá)HIF-1α，其中肺泡、支氣管上皮細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)最多［9］。在小鼠體內(nèi)，7%O2暴露30 min 后，HIF-1αmRNA 水平升高［10］。當(dāng)肺動(dòng)脈平滑肌細(xì)胞（PASMCs）或內(nèi)皮細(xì)胞急性暴露于低氧（1%O2）導(dǎo)致HIF-1α 蛋白水 平 和HIF-1 升 高［9，10］。本 研 究 結(jié) 果 顯 示AECOPD 并PH 組PaO2明 顯 低 于AECOPD 無PH組，且隨sPAP 升高而下降，并與sPAP 負(fù)相關(guān)（P<0.05）；AECOPD 并PH 組 血 清HIF-1α 明 顯 高 于AECOPD 無PH 組，且隨sPAP 升高血清HIF-1α 表達(dá)增多，與sPAP 正相關(guān)。本研究還發(fā)現(xiàn)AECOPD繼發(fā)PH 發(fā)病率為52.5%，AECOPD 繼發(fā)PH 主要表現(xiàn)為輕度肺動(dòng)脈高壓，占61.9%，可能是COPD 患者缺氧狀態(tài)下更容易并發(fā)PH。內(nèi)皮素-1（ET-1）、血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（VEGF）、誘導(dǎo)型一氧化氮合酶（iNOS）、促紅細(xì)胞生成素與糖代謝有關(guān)的酶等為HIF 調(diào)控的靶基因，均參與了PH 的形成［9］。ET-1是內(nèi)皮細(xì)胞分泌的具有強(qiáng)縮血管作用的活性多肽［11］。研究發(fā)現(xiàn)，ET-1 基因啟動(dòng)子區(qū)有HIF-1α的結(jié)合位點(diǎn)，其作用機(jī)制可能為缺氧時(shí)HIF-1α通過激活ET-1 基因表達(dá)，使其分泌增多，sPAP升高［12］。用電刺激培養(yǎng)的心肌細(xì)胞可降低3-磷酸甘油醛脫氫酶和HIF-1α 的表達(dá)，反義寡核昔酸可顯著降低HIF-1α 和ET-1 磷酸甘油醛脫氫酶基因的表達(dá)，提示HIF-1α 誘導(dǎo)ET-1 的產(chǎn)生，其機(jī)制可能與增強(qiáng)糖酵解有關(guān)。HIF-1α 可介導(dǎo)缺氧引起肺內(nèi)皮細(xì)胞iNOS 基因的轉(zhuǎn)錄，誘導(dǎo)iNOS的產(chǎn)生。大鼠實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)缺氧可誘導(dǎo)HIF-1α 及iNOS 的表達(dá)，提高內(nèi)皮細(xì)胞iNOS 的活性，且其表達(dá)量與缺氧引起的肺動(dòng)脈改建有正相關(guān)性，而HIF-1α 突變或丟失，這種情況就會(huì)消失，證明HIF-1α 可介導(dǎo)缺氧引起肺內(nèi)皮細(xì)胞iNOS 基因的轉(zhuǎn)錄。

目前大多研究主要從基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)或肺動(dòng)脈動(dòng)物模型觀察HIF-1α 在肺動(dòng)脈高壓中的作用，本研究結(jié)果顯示血清HIF-1α 參與了COPD 患者PH的病理生理過程，可作為評(píng)估病情嚴(yán)重程度和預(yù)后的指標(biāo)。但本研究樣本例數(shù)偏少，且為單中心研究，其確切結(jié)論有待進(jìn)一步大樣本多中心研究。